Name: A-filter op basis Surface Enhanced Raman spectroscopische test voor snelle opsporing van chemische verontreinigingen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 13 s
Description: Leer een filtergebaseerde SERS-methode voor de detectie van chemische verontreinigingen zoals ferbam en ampicilline. Deze techniek biedt hogere gevoeligheid en verkorte monstervoorbereidingstijd voor analytische chemie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit materiaal is gebaseerd op werk dat wordt ondersteund door het Amerikaanse Department of Homeland Security onder toekenningnummer 2010-ST-061-FD0001 via een subsidie toegekend door het National Center for Food Protection and Defense aan de Universiteit van Minnesota. Disclaimer: De opvattingen en conclusies in dit document zijn die van de auteurs en mogen niet worden geïnterpreteerd als noodzakelijkerwijs de officiële beleidslijnen, hetzij uitgedrukt of geïmpliceerd, van het Amerikaanse Department of Homeland Security of het National Center for Food Protection and Defense.

1. Silver nanodeeltjes Synthesis 15 <ol><li> Los op 18 mg zilvernitraat in 100 ml ultrapuur water (18,2 ΩU) en vortex gedurende 5 sec. </li><li> Los op 27 mg natriumcitraatdihydraat in 1 ml water en vortex gedurende 5 sec. </li><li> Breng alle van de bereide zilvernitraat oplossing voor een conische kolf met een roerstaafje en zet de kolf op een magnetische hete plaat. De kolf onder krachtig roeren met een roersnelheid van 700 opm bij ~ 350 ° C (temperatuur instellen op de plaat). </li><li> Bij het koken, voeg alle bereide natriumcitraat oplossing in de conische kolf onmiddellijk, en laat de oplossing tot koken gedurende nog 25 min tot de kleur omslaat groenachtige bruine, die de vorming van Ag NP aangeeft. </li><li> Neem de kolf uit de hete plaat en zet het op een andere magnetische plaat (niet verwarmen) en roer O / N op dezelfde roersnelheid bij kamertemperatuur tot het mengsel een stabiele toestand bereikt, met een constante kleur en transparency. Gebruik een UV-vis spectrometer om de absorptie van de bereide Ag NP bepalen indien nodig. </li><li> Verdun het eindmengsel met ultrazuiver water tot 100 ml. </li><li> Gebruik een Zetasizer om de grootte van de Ag-NPs meten eventueel volgens het protocol van de fabrikant. </li><li> Breng de Ag colloïdale een verzegelde container en het te beschermen tegen licht met aluminiumfolie. Het colloïde kan worden bewaard in een koelkast bij 4-7 ° C gedurende 2 maanden, indien nodig. </li></ol> 2. Fabricage van een SERS Active filtermembraan <ol><li> Ontbinden 2,92 g natriumchloride (NaCl) in 100 ml water tot een 50 mM NaCl-oplossing. </li><li> Voeg 1 ml van de 5 mM NaCl oplossing in 1 ml van de bereide Ag NP en mengen op een schudder gedurende 10 min bij 20 opm. Deze stap is het Ag NP aggregeren tot Ag nanoclusters. </li><li> Plaats een filtermembraan (PVDF, 0,1 urn poriegrootte) in een filterhouder die een injectiespuit kan worden bevestigd. De kleinere poriegrootte membraan bedroeg found effectiever dan de grotere poriegrootte membraan (dwz 0,22 pm) overvulling Ag nanoclusters en produceren consistente signalen. </li><li> Load 2 ml van de bereide Ag nanoclusters in de spuit voor filtratie. Bevestig de filterhouder aan de injectiespuit en de volledige hoeveelheid Ag nanoclusters handmatig pass membraan met een stroomsnelheid van 1 druppel / sec. Het membraan vallen Ag nanoclusters, de vorming van een SERS-actief filter membraan. </li><li> Maak de filter membraan uit de filterhouder. Speciale voorzichtigheid is geboden bij het vasthouden van het membraan op de buitenrand met een pincet geen schade aan het membraan te verzekeren. Lucht drogen gedurende ongeveer 3 minuten en plaats membraan op een glasplaatje. </li><li> Raman detectie van de SERS substraat <ol><li> Stel de Raman instrument om een ​​780 nm golflengte laser met een laservermogen van 5 mW, belichtingstijd van 1 sec en de blootstelling aantal 2. Stel de microscopische doelstelling tot 10x. Controleer de doelstelling van de software dienovereenkomstig te stellen. &lt;/ Li&gt; <li> Plaats het glaasje met het membraan geplaatst op het platform van de Raman instrument en gebruik de microscoop te richten op het oppervlak van het membraan. </li><li> selecteert willekeurig 8-10 spots van het membraanoppervlak en het toestel zal ze automatisch te verzamelen in de juiste volgorde. Open spectrale gegevens in softwarefabrikant voor analyse. </li></ol></li></ol> 3. Toepassing van de SERS Active Filter Systeem om chemische contaminanten Detect <ol><li> Bereid een 10 ppb ferbam oplossing. Let op: Ferbam is zeer volatiel. Gebruik voorzorgsmaatregelen (gasmasker en bril) bij het afwegen van de vaste stof. <ol><li> Weeg 2 mg ferbam poeder en los het op in 20 ml 50% acetonitril (10 ml acetonitril en 10 ml water) om een ​​voorraad-oplossing (100 ppm) te maken. Vortex de kolf gedurende 30 sec. </li><li> Neem 1 ml van 100 ppm ferbam oplossing in een reageerbuis en voeg 9 ml 50% acetonitril tot een 10 ppm oplossing. Vortex de buis gedurende 5 sec. </li><li> Neem 1 ml van het10 ppm oplossing in een reageerbuis en voeg 9 ml 50% acetonitril tot een 1 ppm oplossing. Vortex de buis gedurende 5 sec. </li><li> Neem 1 ml van de 1 ppm oplossing in een reageerbuis en voeg 9 ml 50% acetonitril tot 100 ppb oplossing. Vortex de buis gedurende 5 sec. </li><li> Neem 1 ml van 100 ppb oplossing in een reageerbuis en voeg 9 ml 50% acetonitril tot 10 ppb oplossing. Vortex de buis gedurende 5 sec. </li></ol></li><li> Bereid een 1 ppm ampicilline oplossing. <ol><li> Weeg 10 mg ampicilline poeder en oplossen in 100 ml water om een ​​100 ppm ampicilline oplossing. Vortex de kolf gedurende 30 sec. </li><li> Neem 1 ml van de 100 dpm oplossing in een reageerbuis en voeg 9 ml water een 10 ppm ampicilline oplossing. Vortex de buis gedurende 5 sec. </li><li> Neem 1 ml van 10 ppm oplossing in een reageerbuis en voeg 9 ml water tot een 1 ppm ampicilline oplossing. Vortex de buis gedurende 5 sec. </li></ol></li><li> Plaats het filter membraan terug naar de filterhouder, de NP gecoate zijde naar boven. &lt;/ Li&gt; <li> Belasting 5 ml van een monster in een nieuwe spuit, en dan bevestig deze aan de filterhouder met een Ag gecoate membraan binnen. </li><li> Leid het gehele volume van het monster door het membraan met een stroomsnelheid van 1 druppel / sec. Doelmoleculen kunnen worden geadsorbeerd en geconcentreerd op de NPs gecoat op het filter membraan. </li><li> Los filtermembraan van de filterhouder lucht drogen gedurende 3 minuten en de signalen te meten met de Raman instrument met dezelfde werkwijze als beschreven in stap 2.6. </li><li> Herhaal stap 2,2-2,6 ander Ag beklede membraan bereiden volgen uit stap 3.3 voor de detectie in de andere. </li></ol>

<ol><li>Albrecht, M. G., Creighton, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anomalously+intense+Raman+spectra+of+pyridine+at+a+silver+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Anomalously intense Raman spectra of pyridine at a silver electrode.</a> J. Am. Chem. Soc. 99 (15), 5215-5217 (1977).</li>
<li>Schatz, G. C., Young, M. A., Van Duyne, R. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSchatz%2C+GC+%22Electromagnetic+mechanism+of+SERS.+Surface-enhanced+Raman+scattering%22">Electromagnetic mechanism of SERS. Surface-enhanced Raman scattering</a>. , Springer Berlin Heidelberg. 19-45 (2006).</li>
<li>Matijevic, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+properties+of+uniform+size+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Mater%22%5BJournal%5D)">Preparation and properties of uniform size colloids.</a> Chem. Mater. 5 (4), 412-426 (1993).</li>
<li>Nickel, U., zu Castell, A., Pöppl, K., Schneider, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+silver+colloid+produced+by+reduction+with+hydrazine+as+support+for+highly+sensitive+surface-enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">A silver colloid produced by reduction with hydrazine as support for highly sensitive surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Langmuir. 16 (23), 9087-9091 (2000).</li>
<li>Khanna, P. K., Subbarao, V. V. V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanosized+silver+powder+via+reduction+of+silver+nitrate+by+sodium+formaldehydesulfoxylate+in+acidic+pH+medium%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Lett%22%5BJournal%5D)">Nanosized silver powder via reduction of silver nitrate by sodium formaldehydesulfoxylate in acidic pH medium.</a> Mater. Lett. 57 (15), 2242-2245 (2003).</li>
<li>Henglein, A., Giersig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+colloidal+silver+nanoparticles%3A+capping+action+of+citrate%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Formation of colloidal silver nanoparticles: capping action of citrate.</a> J. Phys. Chem. B. 103 (44), 9533-9539 (1999).</li>
<li>Sun, X., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+carbon+spheres+and+their+core%2Fshell+structures+with+noble-metal+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Edit%22%5BJournal%5D)">Colloidal carbon spheres and their core/shell structures with noble-metal nanoparticles.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 43 (5), 597-601 (2004).</li>
<li>Lu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seed-mediated+growth+of+large%2C+monodisperse+core-shell+gold-silver+nanoparticles+with+Ag-like+optical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Seed-mediated growth of large, monodisperse core-shell gold-silver nanoparticles with Ag-like optical properties.</a> Chem. Commun. (2), 144-145 (2002).</li>
<li>Aslan, K., Wu, M., Lakowicz, J. R., Geddes, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescent+core-shell+Ag%40SiO2+nanocomposites+for+metal-enhanced+fluorescence+and+single+nanoparticle+sensing+platforms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Fluorescent core-shell Ag@SiO2 nanocomposites for metal-enhanced fluorescence and single nanoparticle sensing platforms.</a> J. Am. Chem. Soc. 129 (6), 1524-1525 (2007).</li>
<li>Lu, Y., Yin, Y., Li, Z. Y., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+self-assembly+of+Au%40+SiO2+core-shell+colloids%5BTitle%5D)+AND+%22Nano.+Lett%22%5BJournal%5D)">Synthesis and self-assembly of Au@ SiO2 core-shell colloids.</a> Nano. Lett. 2 (7), 785-788 (2002).</li>
<li>Link, S., Wang, Z. L., El-Sayed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alloy+formation+of+gold-silver+nanoparticles+and+the+dependence+of+the+plasmon+absorption+on+their+composition%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Alloy formation of gold-silver nanoparticles and the dependence of the plasmon absorption on their composition.</a> J. Phys. Chem. B. 103 (18), 3529-3533 (1999).</li>
<li>He, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Detection+of+Ricin+in+Milk+Using+Immunomagnetic+Separation+Combined+with+Surface+Enhanced+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Food.+Sci%22%5BJournal%5D)">Rapid Detection of Ricin in Milk Using Immunomagnetic Separation Combined with Surface Enhanced Raman Spectroscopy.</a> J. Food. Sci. 76 (5), N49-N53 (2011).</li>
<li>Zheng, J., He, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-Enhanced+Raman+Spectroscopy+for+the+Chemical+Analysis+of+Food%5BTitle%5D)+AND+%22Compr.+Rev.+Food.+Sci.+F%22%5BJournal%5D)">Surface-Enhanced Raman Spectroscopy for the Chemical Analysis of Food.</a> Compr. Rev. Food. Sci. F. 13 (3), 317-328 (2014).</li>
<li>He, L., Haynes, C. L., Diez-Gonzalez, F., Labuza, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+detection+of+a+foreign+protein+in+milk+using+IMS-SERS%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Raman.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Rapid detection of a foreign protein in milk using IMS-SERS.</a> J. Raman. Spectrosc. 42 (6), 1428-1434 (2011).</li>
<li>Wei, W. Y., White, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+filter-based+approach+to+surface+enhanced+Raman+spectroscopy+for+trace+chemical+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">A simple filter-based approach to surface enhanced Raman spectroscopy for trace chemical detection.</a> Analyst. 137 (5), 1168-1173 (2012).</li>
<li>Cheng, M. L., Tsai, B. C., Yang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanoparticle-treated+filter+paper+as+a+highly+sensitive+surface-enhanced+Raman+scattering+%28SERS%29+substrate+for+detection+of+tyrosine+in+aqueous+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Silver nanoparticle-treated filter paper as a highly sensitive surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrate for detection of tyrosine in aqueous solution.</a> Anal. Chim. Acta. 708 (1), 89-96 (2011).</li>
<li>Fierro-Mercado, P. M., Hernández-Rivera, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+sensitive+filter+paper+substrate+for+SERS+trace+explosives+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Highly sensitive filter paper substrate for SERS trace explosives detection.</a> Int. J. Spectrosc. 2012, 716527(2012).</li>
<li>Tran, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subnanogram+detection+of+dyes+on+filter+paper+by+surface-enhanced+Raman+scattering+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Subnanogram detection of dyes on filter paper by surface-enhanced Raman scattering spectrometry.</a> Anal. Chem. 56 (4), 824-826 (1984).</li>
<li>Wu, D., Fang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+adsorption+behavior+of+p-hydroxybenzoic+acid+on+a+silver-coated+filter+paper+by+surface+enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">The adsorption behavior of p-hydroxybenzoic acid on a silver-coated filter paper by surface enhanced Raman scattering.</a> J. Colloid Interface Sci. 265 (2), 234-238 (2003).</li>
<li>Wigginton, K. R., Vikesland, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold-coated+polycarbonate+membrane+filter+for+pathogen+concentration+and+SERS-based+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Gold-coated polycarbonate membrane filter for pathogen concentration and SERS-based detection.</a> Analyst. 135 (6), 1320-1326 (2010).</li>
<li>Berthod, A., Laserna, J. J., Winefordner, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+by+surface+enhanced+Raman+spectroscopy+on+silver+hydrosols+and+silver+coated+filter+papers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharm+Biomed+Anal%22%5BJournal%5D)">Analysis by surface enhanced Raman spectroscopy on silver hydrosols and silver coated filter papers.</a> J Pharm Biomed Anal. 6 (6), 599-608 (1988).</li>
<li>Ackermann, K. R., Henkel, T., Popp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Online+Detection+of+Low-Concentrated+Drugs+via+a+SERS+Microfluidic+System%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">Quantitative Online Detection of Low-Concentrated Drugs via a SERS Microfluidic System.</a> ChemPhysChem. 8 (18), 2665-2670 (2007).</li>
<li>Walter, A., März, A., Schumacher, W., Rösch, P., Popp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+a+fast%2C+high+specific+and+reliable+discrimination+of+bacteria+on+strain+level+by+means+of+SERS+in+a+microfluidic+device%5BTitle%5D)+AND+%22Lab.+Chip%22%5BJournal%5D)">Towards a fast, high specific and reliable discrimination of bacteria on strain level by means of SERS in a microfluidic device.</a> Lab. Chip. 11 (6), 1013-1021 (2011).</li>
<li>Lee, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+and+sensitive+trace+analysis+of+malachite+green+using+a+surface-enhanced+Raman+microfluidic+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chim.+Acta%22%5BJournal%5D)">Fast and sensitive trace analysis of malachite green using a surface-enhanced Raman microfluidic sensor.</a> Anal. Chim. Acta. 590 (2), 139-144 (2007).</li>
<li>Guo, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+Silver+Nanoparticles+in+Antimicrobial+Products+Using+Surface-Enhanced+Raman+Spectroscopy+%28SERS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Analysis of Silver Nanoparticles in Antimicrobial Products Using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS).</a> Environ. Sci. Technol. 49 (7), 4317-4324 (2015).</li>
<li>Narayanan, V. A., Begun, G. M., Stokes, D. L., Sutherland, W. S., Vo-Dinh, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+Raman+and+surface+enhanced+Raman+scattering+%28SERS%29+spectra+of+some+fungicides+and+related+chemical+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Raman.+Spectrosc%22%5BJournal%5D)">Normal Raman and surface enhanced Raman scattering (SERS) spectra of some fungicides and related chemical compounds.</a> J. Raman. Spectrosc. 23 (5), 281-286 (1992).</li>
<li>Kang, J. S., Hwang, S. Y., Lee, C. J., Lee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SERS+of+dithiocarbamate+pesticides+adsorbed+on+silver+surface%3B+thiram%5BTitle%5D)+AND+%22Bull.+Korean.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">SERS of dithiocarbamate pesticides adsorbed on silver surface; thiram.</a> Bull. Korean. Chem. Soc. 23 (11), 1604-1610 (2002).</li>
<li>Li, Y. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+and+sensitive+in-situ+detection+of+polar+antibiotics+in+water+using+a+disposable+Ag-graphene+sensor+based+on+electrophoretic+preconcentration+and+surface-enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens.+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Rapid and sensitive in-situ detection of polar antibiotics in water using a disposable Ag-graphene sensor based on electrophoretic preconcentration and surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Biosens. Bioelectron. 43, 94-100 (2013).</li>
<li>Clarke, S. J., Littleford, R. E., Smith, W. E., Goodacre, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+monitoring+of+antibiotics+using+Raman+and+surface+enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Rapid monitoring of antibiotics using Raman and surface enhanced Raman spectroscopy.</a> Analyst. 130 (7), 1019-1026 (2005).</li>
<li>Zheng, J., Pang, S., Labuza, T. P., He, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semi-quantification+of+surface-enhanced+Raman+scattering+using+a+handheld+Raman+spectrometer%3A+a+feasibility+study%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Semi-quantification of surface-enhanced Raman scattering using a handheld Raman spectrometer: a feasibility study.</a> Analyst. 138 (23), 7075-7078 (2013).</li>
<li>Zheng, J., Pang, S., Labuza, T. P., He, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+surface-enhanced+Raman+scattering+detection+using+a+handheld+and+a+bench-top+Raman+spectrometer%3A+A+comparative+study%5BTitle%5D)+AND+%22Talanta%22%5BJournal%5D)">Evaluation of surface-enhanced Raman scattering detection using a handheld and a bench-top Raman spectrometer: A comparative study.</a> Talanta. 129, 79-85 (2014).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Een van de cruciale stappen in dit protocol is de Ag NP synthese, waarbij uniforme Ag NP&#39;s zijn de sleutel voor consistente resultaten. De verwarmingstijd en de concentraties van precursoren moeten nauwkeurig worden geregeld. De gemiddelde grootte van dit preparaat AgNPs is 80 nm, die werd gemeten met de Zetasizer (gegevens niet getoond). Een andere belangrijke stap is het zout aggregatie waar de zoutconcentratie en aggregatie tijd nauwkeurig moeten worden gecontroleerd. Bovendien, de keuze van membraan eveneens bel...

Oppervlakte versterkte Raman spectroscopie (SERS) is een techniek combinatie van Raman spectroscopie met nanotechnologie. De intensiteit van de Raman-verstrooiing van analyten edele metalen nano-oppervlakken sterk door de gelokaliseerde oppervlakte plasmon resonantie. 1 zilvernanodeeltjes (Ag NP) veruit het meest gebruikte SERS substraten vanwege de hoge versterking vermogen. 2 Tot dusver verschillende synthesewerkwijzen van Ag NP ontwikkeld. 3-6 Ag NP kan alleen worden gebruikt als effectieve SERS substraten, of gecombineerd met andere materialen en structuren om de gevoeligheid en / of functionaliteit te verbeteren. 7-11 SERS technieken grote capaciteit voor detectie van verschillende sporenhoeveelheid verontreinigingen in levensmiddelen en milieumonsters aangetoond 12 Traditioneel zijn er twee algemene manieren voor het bereiden van een monster SERS:..-Oplossing op basis en substraat-gebaseerde methoden 13 The -Oplossing op basis method gebruikt NP colloïden te mengen met samples. Dan de NP-analyt-complex wordt verzameld met behulp van centrifugatie, en afgezet op een vaste drager voor Raman meting na droging. Het substraat gebaseerde methode wordt gewoonlijk aangebracht door het afzetten van een aantal microliter monstervloeistof op de geprefabriceerde vast substraat. 14 Geen van deze twee methoden effectief zijn en toepasbaar voor een grote hoeveelheid monstervolume. Verscheidene modificaties van de SERS assays overwon de volumebeperkingen, zoals de integratie van een filtersysteem 15-21 of de opname van een microfluïdische apparaat. 21-24 De gemodificeerde SERS assays grote verbetering in de gevoeligheid en haalbaarheid getoond bewaken van de chemische verontreinigingen in grote watermonsters. Hier laten we gedetailleerd protocol van fabricage en toepassing van een spuitfilter gebaseerd SERS methode sporenhoeveelheid pesticide ferbam en antibioticum ampicilline detecteren.

<table><tbody><tr><td>Ampicillin</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP1760-5</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Ferbam</td><td>Chem Service</td><td>N-11970-250MG</td><td>98+%</td></tr><tr><td>Zilvernitraat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>209139</td><td>99.0+%</td></tr><tr><td>Natriumcitraat dehydraat</td><td>Sigma Aldrich</td><td>W302600</td><td>99+%</td></tr><tr><td>Natriumchloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S7653</td><td>99.5+%</td></tr><tr><td>EMD Millipore Durapore PVDF-membraanfilters</td><td>Fisher Scientific</td><td>VVLP01300</td><td>0.10 &micro;m poriëngrootte, hydrofiel</td></tr><tr><td>Polycarbonaat filterhouders</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-29550-40</td><td>13 mm diameter</td></tr><tr><td>Analoge Vortex Mixer</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-215-365</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Nutating Mixers</td><td>Fisher Scientific</td><td>05-450-213</td><td>N/A</td></tr><tr><td>DXR Raman spectroscoop</td><td>Thermo Scientific</td><td>IQLAADGABFFAHCMAPB</td><td>Laservermogen: 1 mW Belichtingstijd: 5 sec</td></tr></tbody></table>

a-filter op basis surface enhanced raman spectroscopische test voor snelle opsporing van chemische verontreinigingen

A Filter-based Surface Enhanced Raman Spectroscopic Assay for Rapid Detection of Chemical Contaminants

We demonstreren een methode om zeer gevoelige oppervlakteverbeterde Raman-spectroscopische (SERS) substraten te fabriceren met behulp van een filterspuitsysteem dat kan worden toegepast op de detectie van verschillende chemische verontreinigingen. Zilveren nanodeeltjes (Ag NP's) worden gesynthetiseerd via reductie van zilvernitraat door natriumcitraat. Vervolgens worden de NP's geaggregeerd door natriumchloride om nanoclusters te vormen die in de poriën van het filtermembraan kunnen worden gevangen. Een spuit wordt aangesloten op de filterhouder, met een filtermembraan erin. Door de nanoclusters in de spuit te laden en door het membraan te laten passeren, gaat het vloeibaar door het membraan maar niet door de nanoclusters, waardoor een SERS-actief membraan wordt gevormd. Bij het testen van de analyt wordt het vloeibare monster in de spuit geladen en door het met Ag NP's beklede membraan geleid. De analyt bindt zich en concentreert op het met Ag NP's beklede membraan. Vervolgens wordt het membraan van de filterhouder losgemaakt, gedroogd aan de lucht en gemeten met een Raman-instrument. Hier presenteren we de studie van het volume-effect van Ag NP's en monster op de detectiegevoeligheid evenals de detectie van 10 ppb ferbam en 1 ppm ampicilline met behulp van de ontwikkelde test.

De belangrijkste stappen van dit experiment worden getoond in het schema (figuur 1). Figuur 2 blijkt het belang voor de optimale hoeveelheid AgNPs in het membraan bekleding gebruiken om de gevoeligheid te bereiken gemaximaliseerd. 1 ml Ag NP biedt het sterkste signaal bij gebruik ferbam, vergeleken met 0,5 ml (onvoldoende coating) of 2 ml (teveel coating). We konden ferbam op 10 ppb niveau amp...

Een werkwijze voor de productie en het uitvoeren van het filter gebaseerde Raman spectroscopische (SERS) assay voor de detectie van chemische verontreinigingen (bijvoorbeeld pesticiden ferbam en antibioticum ampicilline) behandeld.

A-filter op basis Surface Enhanced Raman spectroscopische test voor snelle opsporing van chemische verontreinigingen

We demonstrate a method to fabricate highly sensitive surface-enhanced Raman spectroscopic (SERS) substrates using a filter syringe system that can be ...

Het algemene doel van deze op filters gebaseerde Surface Enhanced Raman Spectroscopy-methode is het detecteren van diverse doelmoleculen in sporenhoeveelheden in vloeistofmonsters. Twee voordelen van deze techniek zijn de verminderde kosten in voorbereidingstijd van de monsters en, belangrijker nog, deze techniek biedt een hogere gevoeligheid door grotere monstervolumes te gebruiken, waardoor de detectielimiet wordt verlaagd. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode moeite hebben omdat nanodeeltjes mogelijk niet in de poriën van het membraan worden gevangen zonder een juiste aggregatiestap, of omdat ze mogelijk niet uniform over het membraan verdeeld zijn. Begin met het bereiden van 100 milliliters verse zilvernitraatoplossing en verhit deze tot het kookpunt op een hotplate van 350 °C met magnetisch roeren op 700 RPM.Zodra het kookpunt is bereikt, voegt u onmiddellijk 1 mL vers bereide natriumcitraatoplossing toe en laat u de oplossing 25 minuten koken. Terwijl de zilvernanodeeltjes zich vormen, zal de oplossing groenbruin kleuren. Na 25 minuten plaatst u de kolf op een niet-verwarmde roerplaat en laat u deze gedurende de nacht roeren op 700 RPM.In de ochtend moet het mengsel zich in een stabiele toestand bevinden, met een constante kleur en transparantie. Indien gewenst kan de absorbentie van de nanodeeltjes worden gemeten. Ga vervolgens over tot het verdunnen van het mengsel met ultrapuur water tot 100 milliliters.Gebruik vervolgens een zetasizer om de grootte van de zilver-nanodeeltjes te meten. Verplaats de zilver-nanodeeltjes voor bewaring naar een afgesloten container. Bescherm deze tegen licht door ze in aluminiumfolie te wikkelen.Het colloïd blijft tot twee maanden houdbaar bij vier graden Celsius. Om een SERS-actief filtermembraan te maken, voegt u eerst één milliliter vijf millimolaire natriumchloride toe aan één milliliter van het bereide colloïd. Meng deze vervolgens met een nutator bij 20 RPM gedurende 10 minuten.Terwijl de zilver-nanoclusters worden gevormd, bereidt u een PVDF-membraan voor met poriën van 0,1 µm. Het is essentieel dat de filterhouder volledig droog is en dat het filter in de juiste oriëntatie is geplaatst. Filter na 10 minuten mengen de 2 mL nanoclusters door deze met een snelheid van ongeveer één druppel per seconde door het membraan te persen.Duw de oplossing continu en zonder onderbrekingen door. Het resultaat is een SERS-actief filtermembraan. Verwijder het actieve filtermembraan voorzichtig met een pincet. Laat het membraan vervolgens drie minuten aan de lucht drogen.Zodra het droog is, brengt u het SERS-actieve membraan over naar een glazen objectglas. Stel voor Raman-detectie van het SERS-substraat het instrument vervolgens in op een 780 nanometer laser met een vermogen van vijf milliwatt. Stel de belichtingstijd in op één seconde en de belichtingssterkte op twee.Focus op het monster met behulp van een 10 X objectief. Zorg ervoor dat de software ook is ingesteld op een 10 X objectief. Selecteer nu willekeurig acht tot 10 plekken op het membraan en gebruik het instrument om daar gegevens van te verzamelen.Open vervolgens de spectrale gegevens in de software van de fabrikant voor analyse. Maak eerst een seriële verdunning van een ferbam-oplossing van 100 parts per million om vijf milliliter van een ferbam-oplossing van 10 parts per billion en 50% acetonitril te verkrijgen. Plaats nu het actieve membraan in een filterhouder met de nano-deeltjescoating naar boven gericht.Laad vervolgens de vijf milliliter monster in een nieuwe spuit en bevestig het actieve filter. Duw nu het monster met een continue stroom van ongeveer één druppel per seconde door het filter. Zodra de oplossing is gefilterd, verwijdert u voorzichtig het membraan en laat u dit drie minuten aan de lucht drogen.Voer onmiddellijk de Raman-detectie uit zodra het membraan droog is. Voer de gegevensverzameling uit zoals voorheen. Met deze methode zijn verschillende volumes zilvernanodeeltjes getest.Het volume van de zilver-nanodeeltjesoplossing dat werd gebruikt om het membraan te coaten voor een maximale gevoeligheid was één milliliter. Meting van de Raman-verschuiving laat zien dat het SERS-spectrum van 10 parts per billion ferbam detecteerbaar was. De piek bij 1386 is te wijten aan de gemengde vibratie van de cyanide- en koolstof-zwavel dubbele binding stretching en aan symmetrische methylgroep-deformatie.De piek bij 1516 is geassocieerd met methylgroep- en cyanide-rekking en de piek bij 561 wordt gegenereerd door zwavelbindingsrekking. Ook een spectrum van één part per million ampicilline werd duidelijk gedetecteerd. De pieken bij 1594 en 1447 zijn respectievelijk afkomstig van koolstofdubbele-bindingsrekking en methylin-ethylgroepdeformatie.De sterke piek bij 1001 is afkomstig van de vibratie van de benzeenring. De piek bij 852 is geassocieerd met symmetrische CNC-rekking. Door het monstervolume te verhogen, is de detectielimiet toegenomen.De voordelen van deze op filters gebaseerde methode omvatten een aanpasbaar volume en een aanpasbare detectielimiet. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u een uniform gevoelig nanosubstraat kunt vervaardigen met behulp van een filtermembraan. Eenmaal beheerst kan deze techniek in 30 minuten worden voltooid als deze correct wordt uitgevoerd; na deze procedure kunnen andere methoden zoals SEM of TEM worden toegepast om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals de distributie van zilvernanodeeltjes op het membraan. Na de ontwikkeling heeft deze techniek de weg vrijgemaakt voor onderzoekers in het veld van de analytische chemie om sporen van chemische doelen in diverse voedsel- en milieumonsters te onderzoeken. Vergeet niet dat het werken met pesticiden en biologische toxines uiterst gevaarlijk kan zijn.Draag tijdens het uitvoeren van deze procedure altijd een laboratoriumjas, een ademhalingsbeschermer en een veiligheidsbril.

a-filter-based-surface-enhanced-raman-spectroscopic-assay-for-rapid

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Magnetische modulatie biosensing systeem wordt gebruikt om snel, gevoelig en eenvoudig te detecteren biologische assays, zoals DNA-moleculen en eiwitten.

Homogene snelle detectie van biologische testen met behulp van Magnetic Modulation biosensing System

Source: Zhang, M. et. al., Rapid Antimicrobial Susceptibility Testing by Stimulated Raman Scattering Imaging of Deuterium Incorporation in a Single Bacterium. J. Vis. Exp. (2022)This video demonstrates the application of stimulated Raman scattering microscopy to assess susceptibility to antibiotics by tracking deuterium-labeled metabolic activity. By monitoring carbon–deuterium signals, the method enables rapid detection of resistant and susceptible bacterial populations.

Detection of Bacterial Antibiotic Susceptibility Using a Stimulated Raman Scattering Microscope

We beschrijven de fabricage en karakterisering van nanobiologische systemen die geïnterfacede nanogestructureerde substraten met geïmmobiliseerde eiwitten en aptameren. De relevante experimentele stappen met betrekking tot lithographische fabricage van nanogestructureerde substraten, bio-functionalisering en karakterisering met behulp van oppervlakte-versterkte Raman-spectroscopie (SERS) worden gerapporteerd. SERS-detectie van op het oppervlak geïmmobiliseerde eiwitten en het onderzoek van...

Surface Enhanced Raman Spectroscopy Detectie van biomoleculen met behulp van EBL Fabricated Nanostructured Substrates

Dit manuscript beschrijft hoe je vloeistofbionchips bereidt met epitheelcellen van de kieuwen van regenbooforen voor gebruik in een draagbare elektrische cel-substraat impedantiesensor in het veld. Het protocol voor het uitvoeren van een snelle drinkwatertoxiciteitstest met de sensor wordt ook beschreven.

Opstellen en testen van impedantie-gebaseerde Fluidic biochips met RTgill-W1 Cellen voor snelle evaluatie van Drinkwater Monsters voor de toxiciteit

Een snel-multidisciplinaire strategie voor vroege detectie van cyanobacteriële bloei en bijbehorende cyanotoxinen wordt hier beschreven. Het maakt het mogelijk om cyanobacteriën en verwante cyanotoxinen in watermonsters en in organische matrices, zoals tweekleppigenmonsters, in 24 uur te detecteren.

Vroege detectie van cyanobacteriële bloei en bijbehorende cyanotoxinen met behulp van snelle detectiestrategie

Dit protocol presenteert een snelle antimicrobiële gevoeligheidstest (ASAT) binnen 2,5 uur door eencellige gestimuleerde Raman-verstrooiingsbeeldvorming van het D2O-metabolisme. Deze methode is van toepassing op bacteriën in de urine of volbloedomgeving, die transformerend is voor snelle eencellige fenotypische ASAT in de kliniek.

Snelle antimicrobiële gevoeligheidstests door gestimuleerde Raman-verstrooiing Beeldvorming van deuteriumincorporatie in een enkele bacterie

Dit artikel vergelijkt direct de resolutie, gevoeligheid en beeldcontrasten van gestimuleerde Raman-verstrooiing (SRS) en coherente anti-Stokes Raman-verstrooiing (CARS) geïntegreerd in hetzelfde microscoopplatform. De resultaten laten zien dat CARS een betere ruimtelijke resolutie heeft, SRS betere contrasten en spectrale resolutie geeft, en beide methoden hebben een vergelijkbare gevoeligheid.

Directe vergelijking van hyperspectrale gestimuleerde Raman-verstrooiing en coherente anti-stokes Raman-verstrooiingsmicroscopie voor chemische beeldvorming

We presenteren een protocol om chemische beelden te verkrijgen met breedband gestimuleerde Raman scattering (SRS) microscopie. Gebaseerd op een SRS-microscoop die werkt met differentiële meerkanaals-lock-in detectie, beschrijft het protocol de monstervoorbereiding, aanpassing van het SRS-apparaat en chemometrie om verschillende bestanddelen van chemisch heterogene monsters te ontwarren.

Multiplex chemische beeldvorming op basis van breedband gestimuleerde Raman-verstrooiingsmicroscopie

In deze studie ontwikkelden we een goedkope oppervlakte-verbeterde Raman scattering (SERS) -gebaseerde vingerafdruk nanoprobe met gunstige biocompatibiliteit om labelvrije levende celbioimaging te tonen en twee bacteriestammen te detecteren, die in detail laten zien hoe SERS-spectra van levende cellen kunnen worden verkregen in een niet-destructieve methode.

Labelvrije oppervlakte-verbeterde Raman Scattering Bioanalyse op basis van Au@Carbon Dot Nanoprobes

Dit protocol beschrijft een fabricagemethode voor een flexibel substraat voor oppervlakteversterkte Raman-verstrooiing. Deze methode is gebruikt bij de succesvolle detectie van lage concentraties R6G en Thiram.

Fabricage van op polydimethylsiloxaan (PDMS) gebaseerd flexibel oppervlakteversterkt Raman-verstrooiingssubstraat (SERS) voor ultragevoelige detectie

Leer een filtergebaseerde SERS-methode voor de detectie van chemische verontreinigingen zoals ferbam en ampicilline. Deze techniek biedt hogere gevoeligheid en verkorte monstervoorbereidingstijd voor analytische chemie.

A-filter op basis Surface Enhanced Raman spectroscopische test voor snelle opsporing van chemische verontreinigingen

Meer video's verkennen